Численное моделирование струи разреженного слабо ионизированного газа, выходящего из кольцевого отверстия

Рассматривается струя плазмы, выходящая из кольцевого отверстия в окружающее пространство, заполненное нейтральным газом. Истекающая среда состоит из ионов, нейтралов и электронов. Поведение ионов и нейтралов описывается на основе кинетического модельного уравнения. Электронная компонента описывается уравнениями газовой динамики, из которых после ряда предположений удается получить выражение для потенциала самосогласованного электрического поля. Модельные кинетические уравнения решаются численно с помощью метода, являющегося обобщением известных методов, применяющихся в динамике разреженного газа. При этом учитывался разрывный характер функции распределения в пространстве скоростей, а также наличие силового поля в кинетическом уравнений для ионов. Полученные результаты расчетов приводятся в статье. С помощью проведенного моделирования удалось получить в расчетах такие наблюдаемые в эксперименте явления, как образование “кроссовера” и обратные ионные токи.